超分子化学を利用した高屈折率材料の開発

利用超分子化学开发高折射率材料

• 批准号: 19655084
• 负责人: 工藤 宏人
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kanagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19655084/
• 关键词: 高屈折率; 超分子化学; カウンターアニオン; ヨウ素; ポリマー; 超分子; 包接; 屈折率変化; 合成; クラウンエーテル; 機能性ポリマー

1-アザ-18-クラウン-6-エーテル(1-Aza-18-C-6)骨格を有するスチレンタイプのモノマー(VBA18-C-6)を合成し、そのラジカル重合により対応するポリマー(M_n=1-2万程度)を合成した。合成したポリマーをシリコンウエハー上へのスピンコートにより薄膜を形成させた。形成したポリマーの薄膜をKI水溶液中に24時問浸漬した。その結果、フィルムが水に溶解して、膜圧の減少が起こり、正確な屈折率の評価は困難であった。そこで、架橋膜の作成を試みた。架橋部位としてオキセタニル基を有するスチレン誘導体を合成し、このモノマーとVBA18-C-6との共重合(仕込み比;10:1)を行い、合成したポリマーのフィルムを作成し、光架橋させ、水に不溶な架橋膜を作成した。次に、このポリマーフィルムをKI又はLiI水溶液に浸漬し、屈折率を測定した。しかし、ポリマーフィルムの屈折率の上昇は観測されなかった。このことからポリマーフィルムが光架橋したことにより、ポリマーの膨潤性が低下したために、包接化が起こらなかったと思われる。そこで、次に架橋部位の割合を減らした共重合(仕込み比;10:0.5)を行い、同様の検討を行った結果、薄膜の位置によっては屈折率が大幅に上昇し、屈折率は2.39まで上昇することが判明した。しかしながら、薄膜の表面は均一ではなく、位置によっては屈折率が全く上昇せずに、むしろ低下する部位も存在した。このことは、カリウム塩が包接することによって、そのカウンターイオンのヨウ素により屈折率は大きく上昇しているが、その包接挙動が均一的に進行していないことを示した。均一に包接を進行させ、かつ包接後のポリマー薄膜が良好な均一膜を保てるポリマーを分子設計することが出来れば、2.0以上の高屈折率を有する薄膜が開発できる可能性を示した。

合成了具有1-Aza-18-Crown-6-乙醚（1-Aza-18-C-6）主链的苯乙烯型单体（VBA18-C-6），并合成了相应的聚合物（M_N =大约10,000至20,000）。将合成的聚合物旋转到硅晶片上以形成薄膜。在24:00将聚合物的形成的薄膜浸入水溶液中。结果，膜溶于水，导致膜压力降低，因此难以准确评估折射率。因此，我们试图制作一部交联电影。合成了具有氧苯甲酰基作为交联位点的苯乙烯衍生物，并将单体与VBA18-C-6共聚（进食比：10：1），以制备合成聚合物，Photocrossled的膜，并在水中产生了不溶于水的交联膜。接下来，将该聚合物膜浸入水溶液或LII溶液中，并测量折射率。但是，未观察到聚合物膜的折射率增加。这表明聚合物膜的光链接链接降低了聚合物的肿胀特性，因此没有发生包含。因此，然后以降低的交联位点的比例进行共聚（进食比：10：0.5），并进行了类似的研究，发现根据薄膜的位置，折射率将大大增加，折射率将大幅增加，折射率将上升至2.39。但是，薄膜的表面并不均匀，在某些地点，折射率根本根本没有上升，在某些位置，有所减少。这表明含钾盐的含钾导致折射率显着增加，因为抗离子的碘含量，但纳入行为并不均匀进展。如果可以设计聚合物以允许均匀包含并在包含后保持良好的均匀膜，则已经证明可以开发具有高折射率高的薄膜，高度为2.0或更高。

项目成果

A Novel Approach to Cyclic Polysulfides via the Controlled Ring-Expansion Polymerization of Cyclic Thiourethane with Thiiranes

• DOI: 10.1021/ma7026287
• 发表时间: 2008-01
• 期刊: Macromolecules
• 影响因子: 5.5
• 作者: Hiroto Kudo;Masa-aki Sato;R. Wakai;T. Iwamoto;T. Nishikubo

Synthesis and Refraetive-index Properties of Star-Shaped Polysulfides Radiating from Calixarenes

杯芳烃辐射星形多硫化物的合成及折射率性能

• 发表时间: 2009
• 期刊: Macromolecules 42(4)
• 作者: Hiroto Kudo;Hajime Inoue;Takeshi Inagaki;Tadatomi Nishikubo
• 通讯作者: Tadatomi Nishikubo

Temperature Dependence of Refractive Index of Films of Well-defined Liner and Star-shaped Polystyrenes

轮廓分明的衬里和星形聚苯乙烯薄膜折射率的温度依赖性

• 发表时间: 2008
• 期刊: Chem. Lett. 37,(3),
• 作者: H. Kudo;H. Aoki;and T. Nishikubo,
• 通讯作者: and T. Nishikubo,

Synthesis of Hetero-Telechelic Polymers by Self-Polyaddition of Monomers containing both Oxetanyl and Carboxyl Groups

含有氧杂环丁烷基和羧基的单体自加聚合成杂遥爪聚合物

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Polymer Science Part A : Polym. Chem. 46
• 作者: Hiroto Kudo. Hiroyuki Atsumi;Masaaki Sato;Tadatomi Nishikubo
• 通讯作者: Tadatomi Nishikubo

オキセタニル基を有する光学活性モノマーの合成とカチオン重合および得られたポリマーの光学活性特性

具有氧杂环丁基的光学活性单体的合成和阳离子聚合以及所得聚合物的光学活性性质

• 发表时间: 2008
• 作者: H. Kudo;N. Ito;K. Nakajima;M. Ochiai;and T. Nishikubo,;工藤 宏人;工藤 宏人
• 通讯作者: 工藤 宏人